L'utilisation d'engrais et de pesticides est une pratique agricole et domestique répandue, motivée par le désir d'améliorer le rendement des cultures, l'apparence des jardins et la lutte contre les organismes nuisibles. Cependant, ces substances chimiques, bien que bénéfiques à court terme, engendrent des répercussions significatives sur l'environnement et la santé humaine. Comprendre leur action et leurs effets est essentiel pour naviguer dans ce domaine complexe et œuvrer vers des pratiques plus durables.
Les pesticides : des agents de contrôle aux impacts étendus
Les pesticides sont des substances chimiques ou d'origine naturelle conçues pour éliminer ou contrôler des organismes jugés nuisibles à certaines activités humaines. En agriculture, ils sont regroupés sous l'appellation de « produits phytosanitaires » ou « produits phytopharmaceutiques ». Les ménages utilisent des pesticides chimiques, notamment des herbicides, des insecticides et des fongicides, pour tuer les parasites et améliorer l'apparence de leur pelouse et de leur jardin. Ces produits, qui incluent parfois des mélanges d'engrais et de pesticides comme les produits « weed and feed », peuvent contaminer l'air, l'eau, le sol et les sources alimentaires, et avoir des effets négatifs sur la santé humaine et environnementale.
L'usage des pesticides s'est fortement développé après la Seconde Guerre mondiale, avec l'arrivée de molécules de synthèse comme le DDT (dichlorodiphényltrichloroéthane). À partir des années 1990, des réglementations européennes sont venues encadrer leur mise sur le marché, leur utilisation et leurs risques. Aujourd’hui, les pesticides restent largement utilisés, même si leur usage tend à diminuer, notamment sous l’effet des plans nationaux de réduction tels que Écophyto.
Types et fonctions des pesticides
Les pesticides englobent une vaste catégorie de produits, chacun ayant une cible spécifique :
- Herbicides : Destinés à éliminer les mauvaises herbes qui concurrencent les cultures ou nuisent à l'esthétique des jardins.
- Insecticides : Utilisés pour contrôler les populations d'insectes ravageurs qui endommagent les plantes.
- Fongicides : Conçus pour prévenir ou traiter les maladies des plantes causées par des champignons.
Évolution de l'utilisation des pesticides au Canada et en France
Au Canada, le pourcentage des ménages ayant une pelouse ou un jardin qui ont utilisé des pesticides chimiques est passé de 31 % en 1994 à 15 % en 2011. Concernant l'utilisation de pesticides, le pourcentage a augmenté pour atteindre 19 % en 2013 et est resté relativement stable depuis. À l'Île-du-Prince-Édouard et en Ontario, le pourcentage de ménages utilisant des pesticides chimiques a considérablement diminué suite à la mise en place des interdictions d'utilisation (2010 et 2008 respectivement). Il est à noter que dans les Enquêtes sur les ménages et l'environnement de 1994 et de 2005, la distinction entre les pesticides et les engrais chimiques et naturels n'a pas été faite. Cependant, il n'existait pas beaucoup de remèdes naturels à cette époque, ce qui suggère un impact minimal sur la tendance des données.
En France, en 2023, un peu plus de 65 600 tonnes de produits phytosanitaires ont été vendues. Certaines substances contenues dans les pesticides sont classées comme CMR (cancérogènes, mutagènes, reprotoxiques), présentant des risques particuliers pour la santé humaine. En 2023, ces substances à risque représentaient 16 % des quantités vendues, contre 32 % en 2010. Les plus dangereuses d’entre elles, appelées CMR de catégorie 1, dont la toxicité est avérée ou très probable pour l’être humain, sont désormais très peu utilisées, représentant seulement 0,1 % des ventes en 2023. Les produits utilisables en agriculture biologique ou relevant du biocontrôle (solutions d’origine naturelle) représentaient environ 36 % des ventes en 2023. Ils sont principalement constitués de fongicides (73 %) et d’insecticides (23 %), les herbicides en étant quasiment absents.
La dissémination des pesticides dans l'environnement
Quand un pesticide est utilisé dans un champ, une partie du produit peut s’évaporer dans l’air, s’infiltrer dans le sol, ou être entraînée par la pluie vers les rivières et les nappes phréatiques. Ces déplacements rendent la pollution difficile à maîtriser. Les pesticides utilisés par l’agriculture sont une source majeure de pollution des eaux de surface et des nappes souterraines. On en retrouve dans la majorité des rivières contrôlées, surtout dans les régions agricoles intensives. Les pesticides s’accumulent aussi dans les sols, parfois pendant plusieurs décennies. Certaines substances, comme le lindane ou la chlordécone, restent présentes bien après leur interdiction. La chlordécone, un insecticide longtemps utilisé aux Antilles pour lutter contre le charançon du bananier et interdite depuis 1993, persiste encore dans les sols et contamine certaines denrées végétales ou animales ainsi que les eaux de certains captages.
L’air peut lui aussi être contaminé par les pesticides. Lors de l’épandage, une partie du produit se volatilise ou est emportée par le vent sous forme de gouttelettes. Une surveillance nationale harmonisée de la qualité de l’air vis-à-vis des pesticides a été mise en place récemment. Deux grandes campagnes ont été menées, en 2018-2019 et 2021-2022. Les prélèvements ont montré que ces substances sont présentes dans l’air aussi bien en milieu rural qu’en zone urbaine, en particulier pendant les périodes de traitement. La dissémination « tous azimuts » de pesticides persistants dans l'environnement pourrait par conséquent avoir un effet beaucoup plus important sur les organismes non ciblés que ce que l'on croyait auparavant.
Effets des pesticides sur la vie non ciblée et la santé humaine
Les pesticides chimiques sont également toxiques pour de nombreuses formes de vie et peuvent menacer des espèces utiles comme les abeilles, qui sont d'importantes pollinisateurs. Les pesticides absorbés par les plantes, que ce soit directement par le substrat ou par absorption de l'eau interstitielle du sol, peuvent migrer en cascade vers des niveaux trophiques plus élevés. La règle générale veut en effet qu’en haut de la chaîne alimentaire, on retrouve des concentrations de pesticides plus importantes du fait d’effets cumulatifs ascendants. Des études ont montré que, pour les pucerons, des effets négatifs sont observés sur le taux de reproduction, la biomasse et le nombre d’individus, mais uniquement avec la concentration la plus élevée d’herbicide. Un nouveau protocole a été développé pour imiter l'exposition par l'eau interstitielle, où les substances toxiques sont injectées dans une couche de silicone en contact avec le milieu de culture de la plante, permettant une diffusion passive des pesticides peu solubles vers le milieu et une exposition constante des plantes.
Les pesticides, un véritable poison pour les abeilles, les oiseaux et les sols
Dans le cadre de l’étude nationale Esteban, Santé publique France a mesuré l’imprégnation de la population française à plusieurs familles de pesticides. Globalement, les niveaux d’exposition ont baissé par rapport aux années 2000. Mais plusieurs substances continuent à être présentes dans une large partie de la population. C’est par exemple le cas du lindane, interdit depuis 1998, mais détecté chez près d’un adulte sur deux. Des effets sur le système nerveux ont également été observés. C’est le cas de la maladie de Parkinson, dont l’origine professionnelle liée aux pesticides est aujourd’hui officiellement reconnue en France. Depuis cette reconnaissance, environ 50 cas sont déclarés chaque année comme maladie professionnelle. Les pesticides peuvent également affecter les femmes enceintes et le développement de l’enfant. Le lindane, l’arsenic et le pentachlorophénol sont considérés comme cancérogènes certains pour l’homme (groupe 1). Le glyphosate, le malathion et le DDT sont classés cancérogènes probables (groupe 2A).
Une étude de cohorte, AGRICAN (AGRIculture et CANcer), a été lancée fin 2005 auprès des affiliés de la Mutualité Sociale Agricole en France pour étudier les effets potentiels des expositions professionnelles agricoles sur la santé des agriculteurs et salariés agricoles, notamment en termes de cancer. Cette étude a inclus 180 000 agriculteurs en activité ou retraités, exploitants ou salariés, entre 2005 et 2007 dans 12 départements de métropole disposant de registres de cancer, avec un suivi prospectif sur au moins 10 années. Les premiers résultats, publiés en septembre 2011, montrent que, de manière générale, la santé des salariés et des exploitants agricoles est meilleure que celle du reste de la population française. Néanmoins, sur la période 2005-2009, parmi les 43 localisations cancéreuses étudiées, l’incidence du mélanome de la peau chez les femmes est plus élevée de 26% et du myélome multiple chez l’homme de +26% également. Une partie de ces résultats est confirmée par la cohorte américaine Agricultural Health Study. D’autres cancers du sang et les cancers des lèvres apparaitraient plus fréquemment mais ces résultats doivent être confirmés par d’autres études. Par ailleurs, à l’inverse des résultats actuels d’Agrican, d’autres études avaient retrouvé en excès certains cancers : le cancer de la prostate, le cancer de l’estomac et les cancers du système nerveux central. La cohorte AGRICAN, ainsi que la cohorte AHS américaine font partie d’un consortium international de cohortes agricoles qui comprend 21 autres cohortes réparties sur 9 pays.
Le programme PHYTONER, évaluant la santé neurologique de 927 ouvriers viticoles de Gironde, étudie le lien entre les perturbations observées et l’exposition des travailleurs aux pesticides au cours de leur vie professionnelle. Un programme de biosurveillance de la population française permet de surveiller la présence et les effets dans l’organisme des substances chimiques, notamment des polluants environnementaux. Il comprend une étude transversale Esteban (Étude de Santé sur l’Environnement, la Biosurveillance, l’Activité physique et la Nutrition), conduite auprès de la population générale âgée de 6 à 74 ans, mesurant l’exposition aux substances potentiellement nocives dont les pesticides, ainsi que leur origine, notamment dans l’alimentation. Un volet périnatal est également conduit auprès de femmes enceintes ayant accouché en 2011 en France continentale et incluses dans le volet biologique de la cohorte Elfe (Étude Longitudinale Française depuis l’Enfance).
Les engrais : des nutriments essentiels aux risques de pollution
Les engrais chimiques contiennent de l'azote, du phosphore et du potassium et sont ajoutés aux pelouses et aux jardins pour obtenir du gazon plus vert et plus épais. Ces éléments nutritifs sont essentiels à la croissance des plantes, mais leur utilisation excessive ou incorrecte peut entraîner des conséquences environnementales indésirables.
Rôle et composition des engrais
Les engrais sont des substances ajoutées au sol pour améliorer sa fertilité et fournir aux plantes les nutriments nécessaires à leur croissance. Les engrais chimiques de synthèse sont formulés pour apporter des proportions spécifiques de :
- Azote (N) : Favorise la croissance des feuilles et des tiges.
- Phosphore (P) : Essentiel au développement des racines, des fleurs et des fruits.
- Potassium (K) : Contribue à la vigueur générale de la plante et à sa résistance aux maladies.
Tendances d'utilisation des engrais au Canada
Au Canada, le pourcentage des ménages ayant une pelouse ou un jardin qui ont utilisé des engrais chimiques est passé de 47 % en 1994 à 21 % en 2011. La baisse la plus importante du pourcentage de ménages utilisant des engrais chimiques entre 1994 et 2019 a été enregistrée en Ontario (de 51 % à 28 %) et au Québec (de 41 % à 20 %). En 2019, la proportion des ménages utilisant des engrais chimiques à l'Île-du-Prince-Édouard, au Nouveau-Brunswick, en Nouvelle-Écosse, au Québec et à Terre-Neuve-et-Labrador était inférieure à la moyenne nationale de 27 %.
Pollution des eaux par les engrais
Toutefois, si les engrais sont appliqués de façon incorrecte ou excessive, les éléments nutritifs solubles peuvent polluer les eaux de drainage et de ruissellement, et peuvent aboutir dans les lacs et les rivières. Ces produits chimiques sont susceptibles de polluer les lacs et les rivières qui peuvent être des sources d'eau potable pour certaines collectivités. Le ruissellement d'eau chargée d'éléments nutritifs est souvent plus important dans les milieux urbains, car ils présentent de nombreuses surfaces dures qui limitent l'infiltration de l'eau dans le sol.
L'excès de nutriments, en particulier d'azote et de phosphore, dans les plans d'eau peut entraîner l'eutrophisation. Ce phénomène se caractérise par une prolifération excessive d'algues et de plantes aquatiques, ce qui réduit la lumière solaire et l'oxygène disponible pour d'autres organismes aquatiques, perturbant ainsi l'écosystème.
La réglementation et les initiatives de réduction
Face aux enjeux environnementaux et sanitaires liés aux pesticides et engrais, des politiques et des plans d'action ont été mis en place, notamment en France et au Canada.
Les plans nationaux et régionaux en France
L’Union européenne, et notamment la France, se sont engagées dans un processus de réduction de l’emploi de pesticides dans l’agriculture. En France, un plan interministériel de réduction des risques liés aux pesticides a été mis en place en juin 2006 et le Grenelle de l’environnement a confirmé les orientations de ce plan en prenant plusieurs engagements. Le Plan National Santé Environnement (PNSE) est un plan national qui est renouvelé tous les cinq ans. Pour la période 2015-2019, la troisième édition du PNSE s’articule autour de 4 grandes catégories d’enjeux Santé et Environnement (PNSE3, 2015). Le Plan Régional Santé Environnement (PRSE) est la déclinaison du PNSE à l’échelle régionale.
En parallèle, l’engagement a été pris lors du Grenelle de l’environnement de réduire de moitié l’utilisation des produits phytopharmaceutiques les plus préoccupants d’ici 2012. Une liste de 30 substances a été rendue publique par le Ministre de l’agriculture le 29 janvier 2008, et les autorisations de mise sur le marché retirées pour plus de 1 500 préparations commerciales qui en contenaient. Le plan Ecophyto I n’a pas atteint les résultats escomptés, une légère augmentation de 5 % du recours aux produits phytosanitaires (via le NODU, Nombre de Doses Unités) entre la période 2009-2010-2011 et 2011-2012-2013 a été observée.
En 2015, le plan Ecophyto II a repris les outils du plan précédent en élargissant le réseau des fermes DEPHY, en développant les alternatives aux produits phytosanitaires (biocontrôle et agroéquipements) et la mise en place du dispositif expérimental de Certificat de Produits Phytosanitaires (CEPP). Depuis 2008, les plans Écophyto visent à réduire progressivement le recours aux produits phytosanitaires, tout en maintenant une agriculture performante. Trois plans de réduction de l’usage des produits de traitement des cultures se sont succédé, tous visant une baisse de 50 %, d’abord pour 2018, puis pour 2025 et enfin pour 2030.
Pour protéger les personnes les plus exposées, comme les riverains et les professionnels agricoles, des zones de non-traitement (ZNT) ont été instaurées autour des habitations et des lieux accueillant des personnes vulnérables. Par ailleurs, l’Anses (Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail) joue un rôle central dans l’évaluation des risques liés aux pesticides.
La recherche et le développement pour des alternatives
L'étude ECOPHYTO R&D, réalisée par l'Inra et le Cemagref, a exploré les possibilités de réduire l'emploi de pesticides. Elle s'est appuyée sur un état des lieux de l'utilisation des pesticides en France en 2006 pour générer ensuite des scénarios ou des combinaisons possibles de scénarios susceptibles de réduire l’emploi des pesticides et de parvenir à l’objectif de leur réduction de moitié. Les quatre groupes « production » (grandes cultures, viticulture, fruits, légumes) ont établi la situation observée de l’utilisation des pesticides en 2006, par produit, et ont examiné les possibilités d’une réduction des pesticides en suivant une démarche commune, tout en tenant compte de la spécificité de chaque filière. Cette démarche a consisté notamment à construire une matrice de données en définissant différents niveaux de rupture dans l’utilisation des pesticides, allant du niveau intensif à l’agriculture biologique (qui n’utilise pas de produits de synthèse mais qui peut avoir recours à d’autres produits, notamment le cuivre et le souffre), les niveaux intermédiaires étant l’agriculture raisonnée, l’agriculture à bas niveau d’utilisation de pesticides et l’agriculture intégrée. La proposition de raisonner en termes de niveaux de rupture tient à la spécificité des pesticides : ceux-ci ne constituent pas un facteur de production (tel que l’azote) qui agit directement sur le niveau de production, mais interviennent sur ce niveau indirectement en évitant des pertes de production, par ailleurs aléatoires. L’indicateur central de mesure de la pression sanitaire utilisé est l’IFT, indicateur de fréquence des traitements, mesuré notamment dans les enquêtes sur les pratiques culturales de 2006 sur les grandes cultures et la viticulture.
L’emploi des produits phytosanitaires en valeur (2 310 millions d’euros, selon le Rica, soit 5 % du produit brut des exploitations hors subventions) incombait, en 2006, pour 67 % aux grandes cultures (hors légumes), 8 % aux fourrages, 15 % aux vignes, 5 % aux fruits et 5 % à l’horticulture et aux légumes de plein champ. La consommation en valeur des produits phytosanitaires est très corrélée à l’indicateur de fréquence de traitement. La pression sanitaire varie évidemment selon les productions et elle est notamment forte en viticulture, en cultures fruitière et légumière. L’IFT moyen de la vigne est en effet de 13 et celui des fruits de 17 (36 pour les pommes). En grandes cultures, les dépenses de phytosanitaires s’établissent à 134 euros par hectare pour un IFT moyen de 3,8.
Des réductions de l’emploi de pesticides seraient possibles sans baisse de production en remplaçant la plupart des techniques intensives par une « agriculture raisonnée ». L’adoption d’itinéraires à bas intrants de pesticides, par culture, permettrait de réduire l’utilisation de pesticides d’un tiers, avec des pertes de production limitées (6 % en grandes cultures). Aux prix de 2006, les marges pour ces itinéraires, compte tenu de l’économie réalisée sur les charges, sont les mêmes que celles du groupe dit « intensifs ». En grandes cultures, un modèle de programmation mathématique est utilisé pour associer à chaque niveau de réduction de l’utilisation de pesticides une combinaison optimale de techniques.
L’augmentation des dépenses en pesticides en 2007 s’explique, selon le rapport de l’UIPP, par une pression parasitaire d’un niveau exceptionnel, compte tenu des conditions climatiques. Des difficultés de désherbage ont accru l’emploi des herbicides pour les céréales et le développement de maladies a généré une augmentation des fongicides, notamment pour la vigne et la pomme de terre. On observe en effet une augmentation des dépenses en pesticides en volume dans le secteur des grandes cultures et dans la viticulture. L’augmentation de 2008 n’est pas liée à une pression parasitaire particulièrement élevée. Une part s’explique par la diminution de la jachère. On peut également avancer l’hypothèse selon laquelle le niveau élevé des prix agricoles de 2007 (non anticipé pour l’année considérée) a incité les agriculteurs à maintenir une protection élevée pour conforter leur rendement.
Potentiel de réduction et impacts économiques
Des réductions potentielles dans l’usage des pesticides sont possibles en résorbant les inefficacités des exploitations du niveau N0 dites « intensives ». Ces exploitations dépensent en effet 40 % de plus de pesticides que celles du niveau N1 de l’« agriculture raisonnée », pour des niveaux de production équivalents, du moins en grandes cultures. Le passage à une agriculture à bas niveau de pesticides (niveau 2a), c’est-à-dire un emploi de techniques alternatives sans changement de l’assolement, est sans doute plus difficile mais se traduit par une baisse de l’utilisation de pesticides d’un tiers, pour une baisse de production de 7 % en grandes cultures et 25 % en viticulture.
L’objectif de réduire de 50 % l’emploi de pesticides est presque atteint si toute l’agriculture française passe en agriculture intégrée (niveau N2c). La baisse de la pression phytosanitaire est alors de 50 % en grandes cultures, de 37 % en viticulture et de 20 % en cultures fruitières. On a considéré une absence de traitements sur les prairies, d’où une baisse forte de l’utilisation des pesticides pour les fourrages. Ce passage à l’agriculture intégrée est délicat : par rapport au niveau précédent, il n’induit pas, en grandes cultures, une baisse des rendements mais un changement des assolements et aussi une modification dans l’organisation des filières pour valoriser des productions qui le sont mal actuellement. En culture fruitière, elle implique l’implantation de vergers constitués de nouvelles variétés résistantes aux maladies. En viticulture, le passage en niveau 2 (qui a été déjà pris en compte dans le N2a) nécessite également des changements importants dans la conduite des cultures. Globalement, ce passage implique des baisses non négligeables de production, 12 % en grandes cultures, 24 % pour la vigne et 19 % pour les fruits. En grandes cultures, les évolutions du volume de la production sont variables selon les produits. Les baisses de volume de production atteignent 11 % pour le blé tendre et 44 % pour le colza.
La généralisation de l’agriculture biologique (niveau N3), c’est-à-dire la suppression de l’utilisation de produits de synthèse (pour les pesticides et les engrais) se traduit par des pertes de production importantes, sans doute sous-estimées en grandes cultures (- 35 % ) sur la base des données du Rica. Celles-ci concordent avec les résultats des groupes « Productions » qui estiment à 25 % la baisse de rendement pour les vignes et à 50 % pour les fruits. Il faudrait sans doute prendre en compte également les risques d’une plus grande variabilité des rendements.
Le recours important aux pesticides du niveau intensif va de pair avec une augmentation de la fertilisation et des charges en mécanisation. En agriculture intégrée (N2c), les économies de produits phytosanitaires et d’engrais sont plus importantes que les coûts engendrés par l’emploi de méthodes alternatives telles que le désherbage mécanique. En termes de marge, aux prix de 2006, les intensifs (N0) sont gagnants en viticulture, compte tenu des rendements élevés, mais il faut également envisager que les prix puissent varier selon les niveaux de rupture. En grandes cultures, ce sont au contraire les intensifs qui ont les marges les plus faibles, les suppléments de coûts étant supérieurs à l’augmentation des recettes induite par les rendements plus élevés. Les passages aux niveaux 2 se traduisent par des pertes de marge importantes, surtout en viticulture et en culture fruitière, compte tenu de la baisse des rendements. En grandes cultures, ces baisses sont plus modérées. Si l’agriculture biologique (N3) vendait ses produits aux mêmes prix que l’ensemble des exploitations, les pertes de marge brute avoisineraient 40 %. La segmentation du marché et les prix plus élevés rendus possibles par cette segmentation ne permettent pas de combler totalement cet écart. Même avec ces prix plus élevés, la marge brute à l’hectare de l’agriculture biologique reste inférieure de 25 % à celle du niveau actuel des exploitations. Ces évolutions de marges dépendent de celles des prix qui ne peuvent pas être considérées, comme on l’a déjà souligné, comme exogènes au processus de passage. La comparaison entre la situation des prix de 2006 et celle des prix élevés de 2007, pour les grandes cultures, est instructive de ce point de vue. Aux prix de 2007, la marge des intensifs (829 euros par hectare) devient supérieure à celle des niveaux 2a (818 euros) et celle de 2c (804 euros). Avec une marge de 869 euros par hectare, l’agriculture raisonnée augmente son avantage. Ceci permet d’expliquer, au moins pour partie, l’augmentation de l’emploi des pesticides en 2008.
Outils de suivi et d'évaluation
Le projet Matphyto est dédié à l’évaluation des expositions professionnelles. Son objectif est d’élaborer des matrices cultures-expositions qui décrivent le suivi et les évolutions de l’utilisation des produits phytosanitaires sur les principales cultures en France. Il ne s’agit pas d’une approche par substance mais par culture pour mieux appréhender la connaissance des expositions tout au long de la carrière professionnelle. En métropole, les matrices cultures des céréales à paille, culture de la pomme de terre et culture du maïs sont achevées. Ces outils ont été utilisés dans d’autres programmes tels que le programme PHYTONER.
L'indicateur sur le Risque associé aux effets de l'agriculture sur la qualité du sol et de l'eau est composé des Indices de performance agroenvironnementale de la qualité du sol et de l'eau d'Agriculture et Agroalimentaire Canada, qui regroupent de multiples indicateurs relatifs à la qualité du sol et de l'eau. Les données pour l'indicateur proviennent de l'Enquête sur les ménages et l'environnement de Statistique Canada. L'enquête de 1994 complétait l'Enquête sur la population active effectuée en mai 1994. L'enquête 2005-2006 complétait l'enquête sur la population effectuée du 15 février au 15 avril 2006. Les enquêtes de 2007, 2009, 2011, 2013, 2015, 2017 et 2019 couvraient la période d'octobre à décembre de leur année respective. Les estimations au niveau du ménage sont produites en utilisant les poids associés à chaque ménage échantillonné. Statistique Canada a conçu le questionnaire de l'Enquête sur les ménages et l'environnement en consultation avec des intervenants impliqués dans le programme des Indicateurs canadiens de durabilité de l'environnement.
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